2025年大學《行星科學》專業(yè)題庫——大學行星科學專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述行星科學領域可能存在哪些獨特的商業(yè)機會，并分別舉例說明。二、設計思維在開發(fā)新型火星探測儀器或設備過程中可能扮演何種角色？請闡述其關(guān)鍵步驟及應用場景。三、某初創(chuàng)公司計劃利用小行星上的水冰資源生產(chǎn)火箭燃料或飲用水，請分析其面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)和市場風險。四、解釋知識產(chǎn)權(quán)（特別是專利）對于行星科學領域創(chuàng)業(yè)公司的重要性。一個基于新型行星表面探測技術(shù)的創(chuàng)業(yè)項目，應該如何進行專利布局保護？五、假設你發(fā)現(xiàn)了一種從月球土壤中高效提取氦-3的初步方法，請簡述你將如何評估這一發(fā)現(xiàn)的商業(yè)潛力，并概述你會考慮構(gòu)建的商業(yè)模式核心要素。六、分析將高分辨率行星遙感數(shù)據(jù)（如火星地表圖像）商業(yè)化的幾種可能途徑，并比較各自的優(yōu)缺點。七、論述在行星科學領域開展創(chuàng)業(yè)活動可能遇到的特殊倫理挑戰(zhàn)（例如地外生命樣本的處理、太空資源的公平分配等），并提出相應的應對原則。八、閱讀以下關(guān)于“基于CubeSat進行太陽風暴早期預警系統(tǒng)”的簡短描述（假設內(nèi)容）：該系統(tǒng)利用多顆低成本CubeSat衛(wèi)星網(wǎng)絡，實時監(jiān)測太陽活動并傳輸預警數(shù)據(jù)，目標市場是電力公司、衛(wèi)星通信運營商等。請分析該項目的目標客戶群體，并說明其核心價值主張。九、如果一個行星科學領域的教授希望指導學生開展相關(guān)的創(chuàng)業(yè)項目，他/她需要具備哪些跨學科知識背景和技能？十、比較行星科學領域創(chuàng)業(yè)與地球科學或信息技術(shù)領域創(chuàng)業(yè)在市場準入、資金來源、技術(shù)壁壘和政策環(huán)境等方面的主要異同點。試卷答案一、答：行星科學領域的獨特商業(yè)機會包括：1.太空資源開采：如小行星上的水冰、稀有金屬、氦-3等資源的提取與利用（用于火箭燃料、飲用水、工業(yè)原料等）。2.行星探測技術(shù)研發(fā)與服務：為政府機構(gòu)或商業(yè)客戶提供定制化的行星探測任務設計、數(shù)據(jù)采集、分析服務。3.地外生命探測技術(shù)與應用：開發(fā)用于尋找地外生命跡象的儀器設備、數(shù)據(jù)分析平臺，或?qū)⑵浼夹g(shù)應用于地球環(huán)境監(jiān)測。4.行星科學數(shù)據(jù)服務與商業(yè)智能：整合、分析行星科學數(shù)據(jù)，提供市場洞察、風險評估、導航輔助等商業(yè)應用。5.太空旅游與娛樂：基于行星探測或資源開發(fā)技術(shù)衍生的太空旅游體驗項目。舉例：商業(yè)公司如PlanetaryResources和DeepSpaceIndustries曾致力于小行星資源開采；商業(yè)衛(wèi)星公司提供高分辨率行星圖像數(shù)據(jù)服務。二、答：設計思維在開發(fā)新型火星探測儀器或設備中扮演關(guān)鍵角色，旨在創(chuàng)造滿足用戶（任務科學家、操作人員）需求的、可行的、可持續(xù)的解決方案。其關(guān)鍵步驟及應用場景：1.共情（Empathize）：深入了解火星探測任務的需求、現(xiàn)有技術(shù)的局限性、操作人員的痛點，以及火星環(huán)境的特殊要求。2.定義（Define）：基于共情階段收集的信息，明確火星探測儀器/設備需要解決的核心問題，形成清晰的設計問題陳述（如“為火星表面長期無人探測任務設計一款低功耗、高可靠性的樣本采集工具”）。3.構(gòu)思（Ideate）：鼓勵團隊圍繞定義的問題進行頭腦風暴，產(chǎn)生盡可能多的創(chuàng)新想法，探索各種可能的解決方案形式。4.原型（Prototype）：將選定的想法快速制作成可測試的模型或原型，例如儀器的概念設計圖、關(guān)鍵部件的3D打印模型、模擬軟件等。5.測試（Test）：將原型置于模擬的火星環(huán)境或?qū)嶋H場景中進行測試，收集用戶反饋，評估其性能、易用性和可靠性，發(fā)現(xiàn)潛在問題。應用場景：從最初的概念設計，到關(guān)鍵部件的優(yōu)化，再到用戶界面的改進，設計思維貫穿整個產(chǎn)品開發(fā)周期，強調(diào)用戶中心、迭代優(yōu)化和跨部門協(xié)作。三、答：利用小行星水冰資源的初創(chuàng)公司面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)：1.探測與導航：精確識別富含水冰的小行星，并安全抵達進行資源取樣。2.資源開采與處理：開發(fā)高效、低能耗的開采技術(shù)（如機械挖掘、激光破碎、磁選等），并將開采出的水冰進行提純和儲存。3.在軌加工與利用：在太空中將水冰轉(zhuǎn)化為所需的燃料（如甲烷、氫氣）或其他產(chǎn)品，技術(shù)復雜且要求高。4.樣本運輸與返回（若需）：將開采出的資源安全運回地球或轉(zhuǎn)移到其他應用地點。面臨的主要市場風險：1.技術(shù)不成熟與成本高昂：資源開采、加工、運輸?shù)燃夹g(shù)可能存在瓶頸，導致成本遠超預期，商業(yè)上不可行。2.市場需求不確定性：火箭燃料、飲用水等產(chǎn)品的市場價格波動，以及太空產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展速度可能影響需求。3.政策法規(guī)風險：太空資源開采的國際法、歸屬權(quán)、開采許可等法規(guī)尚不完善或可能發(fā)生變化，帶來法律和政策不確定性。4.競爭風險：可能出現(xiàn)其他競爭者，或相關(guān)技術(shù)被大型航天公司掌握，形成競爭壓力。5.投資風險：創(chuàng)業(yè)項目需要巨額前期投入，技術(shù)失敗或市場開拓不力的風險較高。四、答：知識產(chǎn)權(quán)對于行星科學領域創(chuàng)業(yè)公司至關(guān)重要，它保護了公司的核心創(chuàng)新成果，是吸引投資、建立競爭壁壘、實現(xiàn)商業(yè)價值的關(guān)鍵資產(chǎn)。專利布局保護策略：1.核心發(fā)明保護：針對基于新型行星表面探測技術(shù)的核心原理、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、獨特算法或方法申請發(fā)明專利，確保技術(shù)本身的獨占權(quán)。2.外圍專利布局：在核心發(fā)明周圍申請外圍專利，保護相關(guān)的改進方案、應用場景、系統(tǒng)配置等，構(gòu)建專利保護網(wǎng)，提高競爭對手的模仿難度。3.軟件與數(shù)據(jù)專利：如果探測技術(shù)涉及獨特的軟件算法或產(chǎn)生的特定數(shù)據(jù)格式具有創(chuàng)新性，可考慮申請軟件著作權(quán)或相關(guān)方法專利。4.國際專利申請：考慮到太空活動的全球性，應在主要目標市場（如美國、歐洲、中國等）同步申請專利，保護國際市場利益。5.商業(yè)方法專利（謹慎）：如果商業(yè)模式本身具有顯著的創(chuàng)新性（而非僅僅應用現(xiàn)有技術(shù)），可探索申請商業(yè)方法專利，但這在行星科學領域相對較少見。6.維持與運用：及時繳納專利年費維持專利有效，并考慮在必要時通過專利許可、轉(zhuǎn)讓等方式實現(xiàn)專利價值。五、答：評估月球土壤提取氦-3商業(yè)潛力的步驟：1.技術(shù)可行性分析：評估初步方法的實驗室驗證結(jié)果，確認其在實際月球環(huán)境下的可行性、效率、穩(wěn)定性和對月球土壤的破壞程度。2.資源量評估：基于月球地質(zhì)數(shù)據(jù)和勘探信息，估算可開采氦-3的資源儲量、分布和可采性。3.經(jīng)濟性分析：估算從資源勘探、開采、提純、運輸?shù)阶罱K銷售的全流程成本，并與預期的氦-3市場價格（主要用于核聚變?nèi)剂希┻M行比較，評估投資回報率和盈利空間。4.市場與政策分析：研究全球核聚變發(fā)展狀況、氦-3市場需求、價格趨勢，以及各國政府對月球資源開發(fā)、核聚變能源的支持政策、法規(guī)限制（如月球條約）。5.競爭格局分析：調(diào)查是否有其他公司或研究機構(gòu)在進行類似的技術(shù)研發(fā)或商業(yè)布局，分析自身的競爭優(yōu)勢。商業(yè)模式核心要素：1.價值主張：提供高純度、可穩(wěn)定供應的氦-3，滿足未來核聚變能源發(fā)展的需求。2.客戶群體：核聚變能源研究機構(gòu)、未來可能的核聚變發(fā)電站運營商。3.核心資源：月球著陸器、開采設備、提純工廠、氦-3存儲與運輸能力。4.關(guān)鍵業(yè)務：月球資源開采、氦-3提取與提純、產(chǎn)品銷售與市場推廣。5.伙伴網(wǎng)絡：與航天發(fā)射服務商、核聚變研究機構(gòu)、政府監(jiān)管機構(gòu)建立合作關(guān)系。6.收入來源：通過向核聚變能源開發(fā)者銷售氦-3獲得收入。六、答：將高分辨率行星遙感數(shù)據(jù)商業(yè)化的途徑及優(yōu)缺點：1.直接數(shù)據(jù)銷售：向科研機構(gòu)、政府、企業(yè)銷售原始或處理后的行星圖像、光譜數(shù)據(jù)等。*優(yōu)點：收入穩(wěn)定，模式直接。*缺點：技術(shù)門檻高，需要強大的數(shù)據(jù)管理和分發(fā)能力，利潤率可能不高。2.數(shù)據(jù)分析與服務：基于遙感數(shù)據(jù)提供定制化的信息產(chǎn)品或分析服務，如特定區(qū)域資源評估、環(huán)境變化監(jiān)測、災害評估等。*優(yōu)點：能創(chuàng)造更高附加值，服務價值高。*缺點：需要專業(yè)的分析團隊和技術(shù)，客戶群體相對特定。3.數(shù)據(jù)驅(qū)動的應用開發(fā)：利用遙感數(shù)據(jù)開發(fā)新的商業(yè)應用，如用于農(nóng)業(yè)（行星地表覆蓋分類）、氣象（行星大氣研究間接應用）、導航（行星表面特征輔助定位）、教育娛樂等。*優(yōu)點：拓展市場，潛力大。*缺點：創(chuàng)新性強，開發(fā)周期長，市場風險較高。4.授權(quán)與許可：將遙感數(shù)據(jù)或基于數(shù)據(jù)的算法模型授權(quán)給其他公司用于特定目的（如游戲開發(fā)、影視制作）。*優(yōu)點：較低投入，可能獲得授權(quán)費。*缺點：一次性收入，后續(xù)價值有限。七、答：行星科學領域創(chuàng)業(yè)活動可能遇到的特殊倫理挑戰(zhàn)及應對原則：1.地外生命樣本處理：如何在探索過程中保護可能存在的非地球生命形式，以及樣本返回地球后如何進行安全、合乎倫理的研究和管理。*應對原則：嚴格遵守國際行星保護公約，采取嚴格的生物安全措施，對樣本進行分類管理，建立透明的國際合作與監(jiān)管機制。2.太空資源的公平分配：太空資源（特別是小行星資源）屬于人類共同財富，如何避免其被少數(shù)國家或公司壟斷，確?；菁叭祟?。*應對原則：推動建立公平、透明的國際太空資源治理框架，鼓勵國際合作開發(fā)，考慮建立資源分享機制或基金。3.行星環(huán)境保護（地球外）：探索活動（如著陸、采樣）可能對行星（尤其是可能存在生命的行星或衛(wèi)星）的原生環(huán)境造成不可逆的破壞。*應對原則：實施最小化干擾原則，進行環(huán)境影響評估，規(guī)劃禁止區(qū)或保護區(qū)，研究環(huán)境友好型探測技術(shù)。4.人類在地外環(huán)境中的倫理：未來人類在月球、火星等地定居可能帶來的倫理問題，如原住民（如果存在）的權(quán)利、環(huán)境改造的倫理界限、地外人類社會的治理等。*應對原則：提前進行倫理預判和規(guī)范研究，建立適用于地外的人類活動倫理準則和治理結(jié)構(gòu)。應對這些挑戰(zhàn)需要國際社會、科研機構(gòu)和創(chuàng)業(yè)企業(yè)共同努力，秉持負責任探索（ResponsibleInnovation）的理念。八、答：目標客戶群體：1.電力公司：特別是依賴燃氣輪機或化學火箭發(fā)射的衛(wèi)星運營商，太陽風暴可導致電力中斷或地面站效率下降，需要預警來規(guī)避損失或安排維護。2.衛(wèi)星通信運營商：太陽風暴引發(fā)的電離層擾動會影響衛(wèi)星信號傳播，導致通信中斷或質(zhì)量下降，預警有助于調(diào)整業(yè)務或保護用戶。3.航天機構(gòu)與衛(wèi)星制造商：需要預警信息來保護在軌衛(wèi)星免受高能粒子輻射損傷，安排衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整或進入安全模式。4.氣象部門：太陽風暴與地球空間天氣密切相關(guān)，預警數(shù)據(jù)可用于預測和發(fā)布空間天氣預報。5.科研機構(gòu)：對太陽活動、地磁暴等天文物理現(xiàn)象進行研究的機構(gòu)。核心價值主張：*早期預警：提供比現(xiàn)有方法更早、更精確的太陽風暴預警，為各行業(yè)提供寶貴的應對時間窗口。*高性價比：相較于大型、復雜的地面或空間監(jiān)測網(wǎng)絡，CubeSat網(wǎng)絡可能提供成本更低、覆蓋更廣的監(jiān)測能力。*實時數(shù)據(jù)：提供近乎實時的監(jiān)測和預警數(shù)據(jù)流。*增強韌性：通過低成本、分布式網(wǎng)絡提高太陽風暴監(jiān)測能力的冗余度和韌性。九、答：行星科學教授指導學生開展相關(guān)創(chuàng)業(yè)項目所需具備的跨學科知識背景和技能：1.深厚的行星科學專業(yè)知識：對所涉及的具體領域（如行星地質(zhì)學、大氣科學、空間物理、小行星科學等）有系統(tǒng)深入的理解，能判斷技術(shù)方案的可行性，理解潛在的科學價值和應用前景。2.技術(shù)理解能力：對相關(guān)的探測技術(shù)、數(shù)據(jù)獲取與處理技術(shù)有基本了解，能與技術(shù)背景的學生有效溝通。3.商業(yè)基礎知識：掌握基本的商業(yè)概念，如市場分析、商業(yè)模式、營銷、財務基礎、知識產(chǎn)權(quán)等，即使不精通，也能理解學生想法的商業(yè)邏輯。4.創(chuàng)新思維與引導能力：能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新靈感，引導學生進行頭腦風暴，鼓勵他們跳出傳統(tǒng)思維框架。5.資源整合能力：了解校內(nèi)外可利用的資源，如實驗室設備、計算資源、導師網(wǎng)絡、校友資源、政府資助項目等，并幫助學生對接。6.溝通與輔導能力：具備良好的溝通技巧，能夠給予學生及時、建設性的反饋和指導，協(xié)調(diào)團隊內(nèi)部合作。7.風險意識：幫助學生識別和評估項目可能面臨的技術(shù)、市場、財務、倫理等風險。8.（加分項）創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗或人脈：有個人創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷或廣泛的創(chuàng)業(yè)人脈，能提供更直接的經(jīng)驗分享和資源支持。十、答：行星科學領域創(chuàng)業(yè)與地球科學或信息技術(shù)領域創(chuàng)業(yè)的異同點：相同點：1.高研發(fā)投入：兩者通常都需要較高的研發(fā)投入，技術(shù)門檻較高。2.人才依賴性強：對具備特定專業(yè)知識和技能的人才依賴度高。3.創(chuàng)新驅(qū)動：都是以技術(shù)創(chuàng)新為核心驅(qū)動力。4.市場潛力大：都可能面向廣闊的市場，解決社會或經(jīng)濟問題。5.面臨挑戰(zhàn)：都可能面臨技術(shù)不成熟、市場驗證難、融資困難等挑戰(zhàn)。不同點：1.市場準入：*行星科學：高度依賴政府（通過發(fā)射許可、資金支持）、大型國有企業(yè)或具備強大發(fā)射能力的商業(yè)航天公司，市場準入有較高門檻和較長的周期。*地球科學：市場相對多元，包括政府（環(huán)境監(jiān)測、災害預警）、企業(yè)（資源勘探、城市規(guī)劃）、個人（氣象服務）等，部分領域市場化程度更高。*信息技術(shù)：市場準入相對靈活，創(chuàng)新速度快，商業(yè)模式多樣，受政策影響相對較小。2.資金來源：*行星科學：更依賴政府科研經(jīng)費、大型項目資助、風險投資（對早期概念項目可能較難獲得）。*地球科學：政府、企業(yè)合作項目、特定行業(yè)應用資金。*信息技術(shù)：風險投資、天使投資、企業(yè)并購、個人用戶付費等多元化資金來源。3.技術(shù)壁壘：*行星科學：涉及航天工程、深空探測等，技術(shù)壁壘極高，需要巨額資金和復雜設施。*地球科學：技術(shù)門檻也較高，但部分應用（如遙感數(shù)據(jù)處理）可能利用成熟的IT技術(shù)。*